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研究生: 陳鶴癸
論文名稱: 類神經網路數位電路之研製
指導教授: 周懷樸
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 原子科學院 - 工程與系統科學系
Department of Engineering and System Science
論文出版年: 2002
畢業學年度: 90
語文別: 中文
論文頁數: 83
中文關鍵詞: 類神經網路劑量評估
外文關鍵詞: CPLD
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  • 摘 要
    本研究專題是將一個輻射劑量評估類神經網路,于以數位IC化,可將之運用於評估輻射劑量,使其具備可攜式小型化和及時性的應用。本研究利用VLSI技術作為硬體開發的平台,發展類神經網路晶片,並採行數位式類神經網路設計,使用(VHDL)硬體電路描述語言來描述電路架構,藉由可程式邏輯元件(CPLD)來實現所設計之電路,最後透過晶片周邊電路來測試晶片的結果。

    整個系統架構設計上,在數值的運算與處理方面,採用有號32位元的定點數運算。在架構方面,我們採用分時運算架構,以降低整個網路所需之硬體。而運算演譯方面,神經元之非線性雙彎函數,利用二次曲線方程式分段近似,神經鍵及輸出部份為一線性運算,故系統晶片可用一定點數乘加法器,以分時運算方式完成運算。

    本研究之電路的可實現在FLEX10K30系列CPLD,其工作電壓及IO電壓為5V,所完成之電路最大工作頻率為11.65MHz,當工作頻率為10Mhz時,其完成全部網路運算時間,最大耗費43.05uS、最小為33.2uS,最大消耗功率為841.55mW。


    誌 謝 I 摘 要 II 目錄 III 圖目錄 IV 表目錄 VI 第一章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 研究目的與方向 2 第二章 原理 3 2-1 數位IC設計 3 2-2 倒傳遞類神經網路 9 第三章 類神經網路於劑量評估應用 16 3-1 輻射劑量評估應用 16 3-2類神經網路模型演譯法 19 3.3數位算術處理方法 23 第四章 晶片設計 27 4.1設計工具 27 4.2 架構 28 4.3神經鍵及神經元架構 31 第五章 模擬與測試 42 5.1模擬目的與條件 43 5.2模擬分析 45 5-3硬體測試 54 5.4靈敏度分析 56 第六章 結論 60 6.1 結論 60 6.2 建議 61 參考文獻 63 附錄A 32位元定點數移位乘加法器 64 附錄B類神經工作單元狀態流程圖 76

    參考文獻
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    10. 講師:謝明怡, ”FLEX MAX ACEX 進階課程講義” , 茂綸, 2001
    11. 蕭如宣, “VHDL數位系統電路設計” , 儒林 , 2000
    12. WENG FOOK LEE, “VHDL Coding and Logic Synthesis with SYNOPSYS”, ACARDEMIC, 2000
    13. 林傳生, “使用VHDL電路設計語言之數位電路設計”, 儒林, 1998
    14. Andrew Rushton, “VHDL for Logic Synthesis”, JOHN WILEY & SONS, 1998

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